الملوثات الرئيسية للهواء Major pollutants of air

اولا : المادة الدقائقية Particulate matter 

يشار الى الهباء السائل والمادة الصلبة العالقة في الجو بالمادة الدقائقية، وتشمل الدقائق الكبيرة كلا من الحبيبات الرملية grit والرماد ash والغبار dust في حين تشمل الدقائق الصغيرة كلا من الدخان smoke والضباب mist والهباء الجوي aerosol، يتراوح قطر هذه الدقائق بين 0.001 – 1000 ميكرون، تتطاير في الهواء وتحملها الرياح الى مصادر بعيدة عن مصدرها بينما تتساقط الجزيئات الكبيرة في منطقة قريبة من مصدرها.

مصادرها : ان الغالبية العظمى منها ذات منشأ طبيعي مثل الدقائق الترابية والرملية المتطايرة من الاراضي الجرداء والصحاري، اما المصادر الغير طبيعية فتشمل عمليات حرق الوقود في الصناعة الاخرة فضلا عن وسائل المواصلات التي تنبعث منها الدقائق الكربونية.

تأثيرها :

1- يتناسب مدى الرؤية عكسيا مع مادة الدقائقية وذلك لان بإمكانها ان تشتت وتمتص ضوء الشمس، وبصورة عامة تتسلم المدن اشعاعا شمسيا اقل من المناطق الريفية بـ15 – 20%

2- تحدث ضررا للأجهزة التنفسية كنتيجة لاستنشاقها مع الهواء وممكن ان تؤدي الى اربعة اعتلالات بشرية رئيسية وهي :

• التهاب القصبات المزمن Chronic bronchitis
• ربو قصبي Bronchial asthma
• انتفاخ الرئة (انتفاخ الاكياس الهوائية) Emphysema
• سرطان الرئة Lung cancer

(الدقائق الصغيرة اكثر ضررا)

3- تأكل الفلزات عند كون الهواء رطبا وتوسيخ البنايات

4- تسبب ضررا للنباتات وخاصة الخضروات نظرا لوزنها الثقيل

World Commission on Environment and Development (WCED)(اللجنة العالمية للبيئة والتنمية)

ان اللجنة العالمية للبيئة والتنمية التي شكلتها الامم المتحدة عام 1983، والتي اصدرت تقريرها عام 1987 واوصت بأعداد اعلان عالمي لحماية البيئة.

اعتمدت اللجنة مجموعة من المبادئ القانونية لحماية البيئة ومنها :

1. لجميع البشر الحق في بيئة تليق بصحتهم ورخائهم.
2. تلتزم الدول بالمحافظة على البيئة والموارد الطبيعية وتستخدمها لخير اجيال الحاضر والمستقبل.
3. تكف الدول عن النشاطات التي تتنافى والالتزام الدولي اتجاه البيئة.
4. تحافظ الدول على الانظمة والعمليات البيئية الضرورية لعمل المحيط الحياتي، وتصون التنوع البيولوجي.
5.  تحديد الدول معايير وافية لحماية البيئة، وترصد التغيرات التي تحدث في نوعية البيئة واستخدام الموارد، وتنشر البيانات المناسبة عنها.

Environment Protection Agency (EPA) (وكالة حماية البيئة)

تابعة الى حكومة الولايات المتحدة ومكلفة بحماية صحة الانسان والبيئة، تم اقتراحها من قبل الرئيس ريتشارد ويلسون (رئيس الولايات المتحدة السابع والثلاثين) في 3 ديسمبر عام 1970 لا تعتبر وزارة ولكن المسؤول عليها برتبة وزير (تضم 1800 موظف بدوام كامل)

ثانيا : الملوثات الغازية Gases pollutants وتشمل:-

- اكاسيد الكبريت (SOx)

 تعتبر اكاسيد الكبريت SO₂ و SO₃ احد مصادر تلوث الهواء الجوي ويعد ثاني اوكسيد الكبريت SO₂ (غاز عديم اللون، غير قابل للاشتعال) هو الاهم من بين مركبات الكبريت، اذ تبين ان 75% من الكبريت المنتشر في الجو هو عبارة عن SO₂.

مصادرها :

1. مصادر طبيعية  :متمثلة في تحلل المواد العضوية وكذلك نواتج البراكين النشطة التي تعتبر المصدر الاساسي لغاز كبريتيد الهيدروجين (H₂S) الذي يتحول بالأكسدة الى غازات اكاسيد الكبريت (SOx).
2. احتراق الفحم : يحتوي الفحم الحجري على ما بين 0.2 – 7% من وزنه كبريت مما يجعله المسؤول بشكل اساسي على انبعاثات غازات اكاسيد الكبريت عند احتراقه حيث وجد ان حوالي 87% من غازات (SOx) المنبعثة الى الجو يرجع الى احتراق الفحم بصفة عامه.
3. العمليات الصناعية المختلفة : تساهم العمليات الصناعية المختلفة مثل استخلاص المعادن وصناعة حمض الكبريتيك وعمليات تكرير النفط بشكل ثانوي في انبعاثات هذه الغازات.

تأثير غازات اكاسيد الكبريت (SOX) :

تعتبر غازات اكاسيد من الغازات ذات الميل الحامضي والتي تعطي مع الماء حامضا قويا هو حامض الكبريتيك (H₂SO₄) مما يجعل هذه الغازات ذات خطورة وضرر بالبيئة ويتمثل هذا الضرر في الاتي :

1- الامطار الحامضية : كما اشرنا ان غازات اكاسيد الكبريت (SOx) ذات ميل حامضي حيث يتحد غاز ثاني اكسيد الكبريت في طبقات الجو العليا مع الاوكسجين في وجود ضوء الشمس مكونا ثالث اكسيد الكبريت الذي يتحد مع بخار الماء مكونا حامض الكبريتيك حسب المعادلات الاتية :

O₃ → O₂ + O

SO₂ + 1/2O₂ → SO₃

 SO₃ + H₂O → H₂SO₄

عندما يصبح الجو مهيئ لسقوط الامطار فان هذا الحامض يذوب في ماء المطر ويسقط على الارض هيئة مطر حامضي والذي بدوره يؤثر على خوص التربة وخواص المياه الموجود على سطح الارض وبالتالي يؤثر على كل الكائنات الحية البحرية والنباتية والحيوانية، كذلك يتلف مواد البناء ويؤدي الى تأكل معظم الفلزات وفقدان اللون في الاقمشة و تدمير الغابات بالإضافة لتخريب الاثار التاريخية.

2- زيادة امراض الجهاز التنفسي : حيث يعمل غاز ثاني اكسيد الكبريت على تخريش الاغشية المخاطية مسببا السعال والالم بالصدر والتهاب القصبات وضيقا في التنفس ويعد مسؤولا والى حد كبير على زيادة معدلات الربو والالتهابات الرئوية.

3- التأثير على النبات : لوحظ ان لغاز ثاني اكسيد الكبريت تأثيرات مختلفة على النبات فهو يزيل اللون الاخضر لورثة النبات ويتحول لونها بالتدريج الى الاصفر كما ينخفض معدل البناء الضوئي بدرجة كبيرة قد تصل الى التوقف.

- اكاسيد النيتروجين (Nox) 

 عندما ترتفع درجة حرارة الهواء الى اكثر من 1100م° تتكون اكاسيد النيتروجين وخاصة اول اوكسيد النيتروجين (NO) وهذا يحصل عادة بمحركات السيارات ومحطات توليد الطاقة الكهربائية. يحتوي الجو على مزيد من اكاسيد النيتروجين والتي يطلق عليها عموما في دراسات التلوث البيئي NOx والتي تعطي النسب المئوي لكل من اول اوكسيد النيتروجين NO وثاني اوكسيد النيتروجين NO₂ واوكسيد النتروز N₂O بمستوى هذه الغازات سامة جدا وتوجد بنسبة 0.20 – 0.30 جزء من مليون في الجو الطبيعي وتساهم ايضا في تكوين الامطار الحامضية.

تأثيرات غازات اكاسيد النيتروجين (Nox) :-

يظهر تأثيرها عادة على القصبة الهوائية حيث تتحول هذه الغازات الى حامض النتريك HNO₃ الذي يحدث التهابات مختلفة في القصبة الهوائية. عندما تكون الشمس مشرقة يتحول NO الى NO₂ الذي يعتبر اكبر الغازات خطورة على حياة الانسان وهو ذو رائحة كريهة جدا وسام لكل انواع الحيوانات والنباتات، حيث يسبب تلف الاوراق في النباتات وانخفاض في معدل النمو، اما تأثيره على المواد فيسبب بهتان لون اصباغ النسيج وتلف القطن وتأكل الفلزات.

- اول اوكسيد الكاربون CO 

وهو احد الغازات السامة الخطرة التي تنبعث من وسائط النقل، اذ ينشا من الاحتراق غير الكامل للمواد الكربونية، وهو غاز عديم اللون والطعم والرائحة وزمن بقائه في الجو قصير (شهر او اقل) ويزال هذا الغاز من الجو بعدة فعاليات منها :-

1. قد يمتز او يؤكسد
2. تستخدمه الحيوانات والنباتات
3. تشترك عمليات كيميائية وضوئية في ازالته
4. قد يزال عن طريق التربة بسبب فعاليات بعض الاحياء المجهرية التي تعيش في التربة.

تزداد كمية هذا الغاز نسبيا في الشوارع المزدحمة بالسيارات وقد يسبب وفاة كثير من الناس سنويا لما له من ميل للاتحاد مع هيموغلوبين الدم فينتج عنه مركب كاربوكسي هيموغلوبين Carboxy-Hb الذي يعيق انتقال الاوكسجين. ان للهيموكلوبين الفة لاول اوكسيد الكاربون اكبر بكثير من الفتة للأوكسجين، كما ان هذا الغاز يقلل من انفصال الاوكسي هيموكلوبين الى اوكسجين وهيموكلوبين بحيث يمكن ان ينتج جوع اوكسجيني (لااوكسية anoxia) رغم ان الدم يحمل كمية من الاوكسجين تفوق احتياجات الجسم. وان اعراض التسمم بـ CO تختلف حسب التراكيز حيث تبدا بصعوبة التنفس وصداع وضعف عضلي وغثيان ودوار وكلام غير واضح وتصل في الحالات الخطرة الى فقدان والوعي والموت.

– الهيدروكربونات

هي مركبات كيميائية عضوية تحوي كاربون وهيدروجين فقط، تنتج من مصادر طبيعية من تحلل بعض المواد الطبيعية، وقد تكون ذات :

1. سلاسل مفتوحة (غير حلقية) مشعبة مثل البروبان والميثان (وهو المكون الرئيسي للغاز الطبيعي وهو عديم اللون والرائحة وتعزى رائحة الغاز الطبيعي الى مركبات الكبريت المضافة)، او غير مشبعة مثل الاثلين.
2. سلاسل حلقية (البنزين).

التأثيرات : من تأثيراتها على النباتات وجد ان للاثلين دور مثبط لنمو النبات، بينما وجد ان الميثان يؤدي الى الاختناق في الانسان بالتراكيز العالية، كما ان بعض المركبات الهيدروكربونية تكون مهيجة للضباب الدخاني الكيموضوئي.

- التلوث بالرصاص Lead pollution

يستعمل الرصاص في الصناعة في مجالات عديدة منها تمديدات المياه في المنازل , مواد الدهان، مصانع الحديد الصلب، المنظفات الكيماوية والبطاريات، واشد مشتقات الرصاص ضررا (رابع اثيل الرصاص ورابع مثيل الرصاص). اذ يضاف احدهما عادة الى البنزين ليلطف من حدة الانفجارات في المحرك، لذا فقد شاع انتشار هذا الملوث في العالم كافة واختلفت نسبته في الجو اعتمادا على كثافة سير المركبات. وتزداد نسبته في المواد الغذائية المعلبة اذ يحكم اغلاق هذه العلب بالرصاص فيتسرب قسم منه الى داخل العلب وينتقل منها الى الانسان اذ يسبب اسهال وتعب وارق وعصبية كمنا يحدث الهذيان اذا تجاوز الاغشية المحيطة بالدماغ.

- ملوثات هواء اخرى

 لا تقتصر ملوثات الهواء على ما ذكر سابقا فهناك ملوثات اخرى مثل الابخرة العضوية والدخان وبعض انواع اللقاحات النباتية والفلوريدات والكلوريدات والامونيا والمبيدات والاشعاع...الخ.